КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-79-10357
НазваниеВысокоэффективные теплообменные системы на основе фазового перехода в плоских и прямоугольных мини- и микроканалах
Руководитель Роньшин Федор Валерьевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук , Новосибирская обл
Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-201 - Процессы тепло- и массообмена
Ключевые слова двухфазные течения, микроканал, кипение, смачиваемость, формирование режимов, гидравлическое сопротивление, динамика роста пузырей
Код ГРНТИ44.31.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В последние два десятилетия, фактически происходит революционное развитие теплообменных систем с мини-, микро- и наноразмерами, и эти системы оказываются гораздо более энергоэффективными, чем макросистемы с размерами каналов 3–100 мм. Величина отводимых тепловых потоков в создающихся мини- и микротеплообменниках может достигать 1000 Вт/см2 и более. Также в последние несколько лет происходит интенсивное развитие 3D чипов, где необходимо отводить тепло непосредственно из области чипа. Наиболее перспективным решением охлаждения представляется использование микроканалов, которые подводятся внутрь чипа, непосредственно к тепловыделяющему элементу. При этом поперечные размеры микроканала связаны с размерами чипа. Микроканальных системах охлаждения, в которых происходит кипение потока, способны отводить огромные тепловые потоки с небольшой площади при практически однородной температуре поверхности и небольших затратах мощности на прокачку. В связи с этим для широкого круга технических приложений важное значение имеет понимание процессов кипения в мини- и микроканалах, когда обеспечиваются наиболее эффективные режимы тепло- и массопередачи. Использование плоских (широких прямоугольных) микроканалов позволяет интенсифицировать процессы теплоотдачи за счет большего отношения площади теплообмена к высоте микроканала по сравнению с каналами с небольшим соотношением сторон. Для анализа возможности создания таких систем необходимо иметь информацию о режимах двухфазного течения в плоских микроканалах. Также важной задачей является минимизация перепада давления, т.к. он определяет мощность, затрачиваемую на прокачку хладагента.
В рамках настоящего проекта будет выполнено комплексное исследование кипения в щелевых микроканалах при помощи современных уникальных методик. Будут исследованы гидродинамика газо-жидкостного течения, динамика роста пузырей при кипении в микроканале, зависимость коэффициента теплоотдачи от режима двухфазного течения, а также гидравлическое сопротивление микроканала. При помощи современных аддитивных технологий (dlp 3d печать) будут изготовлены прямоугольные микроканалы различной геометрии и конфигурации смесителей, в которых будут детально исследованы режимы течения и формирование тейлоровских пузырей. Будет исследовано влияние поверхностно-активных веществ на снарядный режим течения в прямоугольном микроканале. Будет сформирован научный задел для создания высокоэффективных миниатюрных систем охлаждения, где будут определены основные параметры, определяющие их эффективность.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ